基于PLC的升降平移式立体车库的设计
摘要：随着经济和汽车工业的发展，汽车的停放问题成了一大难题。特别是在大城市，停车基础设施的增长速度远远落后于机动车的增长速度，而由社区道路、高架交通干道、立交桥和地下铁路，构成了城市立体交通网，与之对应的是作为“汽车的住宅”的停车场也取得了显著发展，由平面向立体，由简单的机械车库向智能化的现代立体车库的演变。本文描述了升降平移式立体车库的运行原理，介绍了其控制系统的组成以及PLC的控制和软件的设计，实现了立体车库的自动控制。
关键词：升降平移式立体车库；PLC；变频器；触摸屏
Based on PLC control the lifting and moving Stereoscopic Garage
Abstract:With the development of the economic and automotive industry,the parking of the cars has a big problem.Especially in the big cities,the growth of parking infrastructure is far behind that of motor vehicles.The city’s three-dimensional traffic network is composed of community roads,elevated traffic trunk roads,overpasses and underground railways,correspondingly,the the paking as the residence of the car has a good progress.From plane to solid,from simple Mechanical Garage to Intelligent Stereo Garage.The note describle the operation principle of elevating and traversing stereoscopic garage,introduce the composition of control system, the control of the PLC and the design of the software,realize the automatic control of the stereoscopic garage.
Keyword：lifting and moving;Stereoscopic;Garage;PLC;inverter touch screen
第一章、引言
1.1课题来源及研究意义
随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们的观念也在不断的发生改变，比如消费观念，现在很多人都在追求着“买车买房”，虽然这超出了很多人的购买能力，但是汽车还是以不可阻挡的气势进入普通老百姓的家庭。随着人们购买力需求的增加，汽车的产量也是日益增多，所以停车位也成为了一大难题。就算是在一些小地方，车辆也是在增多，更不要提是在一些大城市，停车问题严重影响了交通秩序，还影响了市容，所以解决停车难的问题就刻不容缓了。因此我在做这个之前调查了一些资料，在国外，早期就是有好多国家都在研究立体停车设施，并且他们也做成功了，也有了很大成效，有效缓解了停车难的问题。在国内，也逐渐研究起立体车库，但是我国的立体车库发展却不太乐观，主要的问题出现在技术的不成熟和国民的观念上。
立体车库有很多优点，它不仅占地面积较小，而且可最大程度的去利用有限的空间去建造，安全方便可靠，可以有效缓解城市停车难的问题。据相关资料显示，国家计委已经明确机械式立体停车设备及城市立体停车场为国家重点支持的产业，因此研究立体车库是一个明智的选择。
1.2立体车库的概述
立体车库不同于普通的露天停车场或者是地下停车场，它是一个集自动化技术、机器人技术、计算机技术于一体的智能化、立体化的物流运输系统。机械式停车是指使用车辆之外的其他带有动力的搬运器，完成车辆的停放、存储工作的设施。
1.3立体车库的分类及特点
随着时代经济和科学的不断发展，立体车库也在不断出现，机械式立体车库设备的种类也有了很多种，并且它们的运行原理和结构特点也各有不同，到目前为止我国机械式立体车库设备一共分为了九大类，即：升降横移类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类、垂直升降类、简易升降类、堆垛类、平面移动类、汽车专用升降机。以上列举的这九大类停车设备运用了不同的工作原理，利用不同的设施结构，适用于不同场地，各有各的优势和劣势。
（1）升降横移类机械式停车设备
采用以载车板升降或横移存取车辆的机械式停车设备的立体车库称为升降横移式立体车库。升降横移式立体车库采用的是模块化的设计，对场地的适用性也是比较强的，它能够合理地利用场地的空间，也能广泛应用于地下停车场及地面停车场的改造，因此使用十分普遍。它在钢构部分、载车板部分、链条传动系统、控制系统、安全防护措施等方面都有着严格的把控。采用PLC控制系统，自动化程度高，能够实时监控车库的运行。它还有别的优点，比如环保节能，低噪音。但是同样也有着不足之处，每组设备必须留有至少一个停车位，为上层车位提供空位，也为链条牵动运行的过程中不具有防止倾斜坠落功能。
(2) 垂直循环类机械式停车设备
采取垂直方向做循环运动来存取车辆的机械式停车设备的立体车库叫做垂直循环式立体车库。这种设备结构比较复杂，动力也比较单一，控制简单，没有完善的闭锁和监测系统，但是它的优点也是比较多的，例如它的占地面积小，适合小规模停车场，使用起来也特别方便，使用PLC控制系统自动调车，一次按键就可以存取车辆，在节能方面，它的耗电量仅为普通地下车库的35%。
(3)水平循环类机械式停车设备
采用水平循环运动的车位系统来存取车辆的机械式停车设备的立体车库叫水平循环式立体车库。它可以省出进出车道，建于狭长地形的地方。但它不足之处就是只有一个出入口，存取车时间较长。
(4)多层循环类机械式停车设备
采用通过使载车板做上下循环运动而实现的车辆多层存放的机械式停车设备的立体车库叫多层循环式立体车库。节省占地，采用PLC系统自动存取，建于地形比较细长的地方，并且地面只能允许设置一个出入口的场所，结构复杂，所以故障率较高。
(5)垂直升降类机械式停车设备
垂直升降类汽车停车设备也可叫做塔式立体车库，通过提升机的升降和装在提升机上的横移机构或载车板横移，来实现存取车辆。空间利用率高，设备结构复杂，设有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统。
(6)简易升降类机械式停车设备
车位分为上下两层或者两层以上，借助升降机构或俯仰机构是汽车存入和取出的简易机械式停车设备叫做简易升降机械式立体车库。这类停车设备结构简单、操作容易，多用于私人住宅、企业事业单位、地下室等，但是这类设备存在着一定的安全隐患。
(7)堆垛类机械式停车设备
以巷道堆垛机或桥式起重机将进到搬运器的车辆水平垂直移动到存车位，并用存取机构存取车的机械式停车设备。这类车库适用于大型密集式存车。
(8)平面移动类机械式停车设备
在同一层上用搬运或起重机平面移动车辆或泊车板平面横移存取车辆的机械式停车设备叫平面移动式立体车库。这类设备的特点结构复杂，故障率高，适用性较差，但是它不仅降低了车库的制造费用，还能存放一些大型车辆。
(9)汽车专用升降机
汽车专用升降机是专门用来在不同平面上的汽车的搬运，它只能起到汽车搬运的作用，不能用来存取车辆。
1.4本文的主要研究内容
通过以上内容的介绍，那本文研究的主要内容就是针对升降横移式立体车库。本文采用三菱PLC来进行程序控制车库的存取车情况。由于车库存在着升降和平移两种方式，特别是升降，控制不好载车板的速度，会使载车板出现坠落的现象，那么就需要用变频器来可控制电动机恒定的转速，使得每一个载车板都能保持一个速度运行，不容易造成事故。还有就是通过MCGS和PLC的连接通信来演示车库存取车的情况。
第二章、系统总体方案的设计
2.1系统主要组成
升降横移式立体车库的主要组成为主框架、载车板、传动系统、控制系统和安全防护措施系统。本论文主要研究的是控制系统。
2.2系统车位结构
立体车库的车位结构和所能承受的层数也是有规定的，国家规定的立体车库的层数的最高层为4层，但是在现实生活中大多都是两层和三层的，这是要根据停车的数量而决定的。升降横移式立体车库的结构是采用M*N的一种矩阵模式，其中M代表的是车库的层数，N代表的是车库的列数，车库能提供的车位量也是有着限制的，那么车库能存放的车辆数为：M*N-(M-1)。本论文采用2*3的升降横移式立体车库为例，一共有五个车位并且介绍了它的运行原理。
目录
第一章、引言…………………………………………………………………………
1.1课题来源及研究意义……………………………………………………
1.2立体车库的概述…………………………………………………………
1.3立体车库的分类及特点…………………………………………………
1.4本文的主要研究内容……………………………………………………
第二章、系统总体方案的设计………………………………………………………
2.1系统主要组成…………………………………………………………
2.2系统的车位结构………………………………………………………
2.3系统控制原理…………………………………………………………
第三章、立体车库控制系统硬件设计………………………………………………
3.1PLC模块的选择分析…………………………………………………
3.1.1PLC的硬件结构………………………………………………
3.1.2所用到的PLC的编程元件……………………………………
3.1.3I/O分配表的设置……………………………………………
3.1.4电气控制系统PLC接线图……………………………………
3.2电机的选择……………………………………………………………
3.2.1三相异步电动机的工作原理…………………………………
3.2.2三相异步电动机参数及接线图………………………………
3.3变频器的选择…………………………………………………………
3.3.1变频器的原理…………………………………………………
3.3.2变频器的选择及参数…………………………………………
3.4其他硬件资源的配置…………………………………………………
第四章、立体车库控制程序的设计………………………………………………
4.1车库控制系统工作流程………………………………………………
4.2PLC控制系统程序设计………………………………………………
4.2.1程序设计基本要求……………………………………………
4.2.2程序的编写………………………………………………………
第五章、MCGS与PLC通信的设置…………………………………………………
5.1MCGS组态软件的概述…………………………………………………
5.1.1MCGS组态软件的功能和特点……………………………………
5.1.2MCGS组态软件的系统构成………………………………………
5.2MCGS组态工程的建立…………………………………………………
5.3MCGS与PLC的通信………………………………………………………
第六章、总结…………………………………………………………………………
致谢…………………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………………
附录
参考文献
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